美國機載激光器：ＡＢＬ離實戰(zhàn)使用還有多遠？

梁晉平

激光武器是一種日趨成熟的定向能武器，具有反應迅速、不受外界電磁干擾、轉(zhuǎn)移火力快、作戰(zhàn)效費比高等特點。機載激光器(ABL)計劃是美國防部導彈防御局正在大力推進的彈道導彈“多層防御”體系的重要組成部分，也是目前美國投資最大、進展最快的定向能武器計劃。ABL以波音747－400F飛機改裝而成的YAL-1A型飛機為平臺，以安裝在機頭轉(zhuǎn)塔的兆瓦級激光器為武器，對處于助推段的彈道導彈實施攔截。彈道導彈的助推段飛行時間通常不到30秒，ABL使用以光速傳播的高能激光束實施攔截，無疑是最佳的方案。五角大樓還認為，它是目前“最成熟”的助推段攔截手段。

ABL如何擊毀導彈

ABL系統(tǒng)由載機、被動紅外傳感器、高能激光裝置、光束控制／火控系統(tǒng)、作戰(zhàn)管理與指揮控制系統(tǒng)組成。載機YAL－lA由波音747-400F寬體客機改造而成。激光殺傷裝置目前由6個高能氧碘化學激光器模塊組成。光束控制／火控系統(tǒng)的核心部分是一個直徑3米，重約5000千克的飛行轉(zhuǎn)塔。該轉(zhuǎn)塔裝在飛機的頭部，由球形轉(zhuǎn)塔和滾轉(zhuǎn)外殼組成，轉(zhuǎn)塔內(nèi)有1．5米孔徑的望遠鏡光束引導儀和高透過率窗口。

ABL是一種能夠獨立進行目標探測并實施“外科手術式”攻擊的武器系統(tǒng)，飛行高度為12千米以上，激光射程為300～580千米。該系統(tǒng)用360°視場的被動式紅外傳感器探測導彈尾焰，發(fā)現(xiàn)目標后改用波長1．06微米的多光束激光器跟蹤目標，通過主望遠鏡進行觀察以獲得良好的跟蹤數(shù)據(jù)；火控系統(tǒng)快速計算出敵方導彈的發(fā)射位置和未來走勢，隨后發(fā)射信標激光、測量光束將要經(jīng)過的大氣路徑，并補償校正：然后，波長1．3微米的高功率激光束經(jīng)過反射鏡聚焦后，射向目標導彈的燃料箱，激光束在目標上的光斑約有籃球大小，使得導彈溫度急劇升高，持續(xù)數(shù)秒后，導彈結(jié)構被徹底破壞。

由于導彈處于助推段，導彈碎片和彈頭很可能落回敵方領土。美方由此認為，一旦ABL系統(tǒng)投入使用，敵方就會懾于其作戰(zhàn)威力，而不敢隨意發(fā)射具有大規(guī)模殺傷能力的彈道導彈——因為導彈一旦遭到攔截，首先遭到打擊的會是自己。

ABL發(fā)展到什么程度

ABL計劃的起步

1994年5月，隸屬空軍裝備司令部的菲利普研究所提出機載激光武器方案：以波音747－400型寬體客機為平臺，安裝氧碘化學激光器。1996年11月，ABL計劃正式啟動。該計劃最初由美國空軍管理，2001年10月移交給美國防部的彈道導彈防御組織(即現(xiàn)在的導彈防御局)，但具體實施仍然由空軍負責。ABL計劃的工程研制由波音、洛克希德·馬丁和TRW公司(現(xiàn)已由諾斯羅普·格魯曼公司收購)聯(lián)合實施。其中，波音公司負責提供系統(tǒng)載機、研發(fā)作戰(zhàn)管理部分、負責系統(tǒng)集成，洛·馬公司開發(fā)光束控制和火控系統(tǒng)，諾·格公司負責研制氧碘化學激光器、為系統(tǒng)提供地面支持。

按照美國軍方最初的計劃，ABL系統(tǒng)應于2003年底、2004年初進行首次導彈攔截試驗；2006年生產(chǎn)出首批3架ABL飛機，具備初始作戰(zhàn)能力；2008年生產(chǎn)出7架ABL飛機，具備全面作戰(zhàn)能力。由于技術和資金問題，該計劃數(shù)次修訂和調(diào)整，導彈防御局與主承包商波音公司三次重新制定了殺傷性攔截試驗方案，研制進度不斷推遲。按照最新規(guī)劃，ABL系統(tǒng)將于2008年進行首次攔截短程彈道導彈的試驗，這比原計劃推遲了5年。

ABL計劃的發(fā)展歷程

盡管ABL研制進度不斷推遲，但仍在穩(wěn)步推進中，取得了一系列里程碑式的重大進展。

1998年6月，TRW公司設計的幾十萬瓦級單個激光模塊成功進行首次地面出光試驗，出光持續(xù)了5秒鐘，據(jù)說輸出功率超過設計值10％。這次試驗被認為是ABL計劃的重要里程碑，標志著機載激光武器向?qū)嵱没~出了一大步。在光束控制／火控系統(tǒng)研究方面，ABL小組又先后突破了可變形反射鏡、大帶寬控制回路等技術難關。2000年1月，波音公司開始著手改造第一架ABL載機。

2000年4月，美國國防部會同空軍、彈道導彈防御局及有關研制單位，對ABL計劃進行了最終的設計審查，并認為其技術風險已可以接受，并正式確定了ABL的結(jié)構設計。這意味著該計劃將從設計階段步入硬件制造階段，從研究子系統(tǒng)轉(zhuǎn)到研究和組裝整個系統(tǒng)。

2002年7月～12月，第一架機載激光器樣機YAL-1A進行了數(shù)次適航飛行試驗，檢驗經(jīng)過改造后飛機的性能，之后飛抵愛德華茲空軍基地。2004年10月，洛·馬公司交付了機載激光器的最后一個分系統(tǒng)——飛行轉(zhuǎn)塔。

2004年底，一度處于困境的ABL計劃又取得了2個重大進展，即“第一束光試驗”和“首次飛行試驗”，為計劃注入了一針強心劑。2004年11月，兆瓦級化學激光器通過了地基發(fā)射實驗，即“第一束光試驗”。6個氧碘化學激光器模塊聯(lián)接起來，安裝在YAL-1A原型機上，并發(fā)射了一束激光，盡管試驗只持續(xù)了1秒鐘。此后，機載激光器先后進行了50多次激光發(fā)射。2004年12月，YAL－1A載機安裝ABL光束控制系統(tǒng)后，在愛德華茲空軍基地進行了“首次飛行試驗”。試驗僅持續(xù)了22分鐘，就因告警信號燈故障而提前結(jié)束。12月9日，ABL再次進行飛行試驗并取得成功，試驗持續(xù)了2小時31分。

2005年初，美國導彈防御局曾為ABL本年度的發(fā)展定下2個目標：一是在愛德華茲空軍基地的系統(tǒng)綜合實驗室里進行激光器全功率試驗：二是在載機上完成光束控制／火控系統(tǒng)中的低功率無源系統(tǒng)飛行試驗，包括對所有傳感器進行檢查和收集各種擾動數(shù)據(jù)。在已進行的機載激光器地面試驗中，基礎設計方面沒有發(fā)現(xiàn)任何問題，激光器內(nèi)部化學物質(zhì)流動的幾何結(jié)構也不需要改變。試驗的重點仍是如何達到所需的功率水平和持續(xù)照射時間。

ABL計劃的未來規(guī)劃

根據(jù)計劃，波音公司將從2006年夏季到2008年初，完成第一套ABL殺傷性高能激光器的裝機集成工作。2008年12月將進行首次短程彈道導彈攔截試驗，隨即開始攔截中、遠程彈道導彈的試驗。美空軍ABL計劃主任透露，在2008年底完成殺傷性攔截試驗之后，將立即開始所謂的“擴展攔截試驗”，在2009～2010年進行包括洲際彈道導彈目標在內(nèi)的攔截試驗。第二架ABL飛機的性能及用途的研究將從2007年開始，正式采購安排在2009年。

ABL面臨的主要問題

進度和費用問題

盡管ABL計劃幾年來取得了一系列進展，但由于計劃費用不斷攀升、進度一再推遲，還是引起了國會、軍方和工業(yè)界的廣泛關注和擔憂。2002年，導彈防御局對計劃做出重大調(diào)整。然而，由于技術上的困擾和資金的削減，試驗

計劃仍不斷推遲。在國會和總審計署的質(zhì)疑聲中，導彈防御局在2004年和2005年兩次對ABL計劃做出重大調(diào)整，進一步降低了ABL的目標、延長了樣機的研制時間。計劃的推遲使該計劃的費用嚴重超支。美國總審計署2005年5月發(fā)布的報告中指出，ABL計劃的研制費用已從空軍最初預算的11億美元增加到了36億美元。2004～2009財年，導彈防御局還將投入35億美元進行ABL的研發(fā)。

盡管如此，ABL的完成進度和最終研制費用仍是不確定的。即使是該計劃的熱衷支持者也對此深表憂慮，擔心計劃費用有可能達到令人難以想象的程度?？倢徲嬍鹫J為，ABL計劃拖期和費用超支的主要原因，一是該計劃未進行充分規(guī)劃，對研制中的復雜性估計不足；二是過快地進行樣機研制，在部分分系統(tǒng)未經(jīng)充分試驗之前就貿(mào)然進行系統(tǒng)集成，三是制造特殊部件和軟件系統(tǒng)的研發(fā)耗資、耗時巨大。預計今后20年，ABL的花費將高達110億美元以上，大大超過最初估計的62億美元。

面臨的技術挑戰(zhàn)

(1)機載激光器的重量。這是ABL計劃面臨的最關鍵挑戰(zhàn)之一，因為飛機的機艙容積和運載能力有著嚴格的限制，而激光器功率又不能降低。機載激光器由6個中型面包車大小的氧碘化學激光器模塊組成，總重量達40～50噸。采用鈦、新型塑料和復合材料后，目前的機載激光器模塊已比1996年演示的基本模塊輕巧了不少。其他技術措施還包括：用氘化燃料取代過氧化氫燃料；在燃料中加入可提高激光器性能的化學物質(zhì)，改進燃料流速、提高激光器真空度，從而減輕激光器器件的重量。導彈防御局正在與國防高級研究計劃局聯(lián)合開發(fā)二極管泵浦式液氧激光器，希望機載激光器重量能減少為原來的1／10。

(2)提高照射到目標的激光能量，增加照射時間。激光器目前只能以80％的功率工作1秒鐘。批評人士認為，目前只進行了地面試驗，一旦把激光器放到空中，那么濕氣、空氣擾動等許多因素都會干擾光束的質(zhì)量，而自適應光學設備可能難以完全補償這些因素的影響。

(3)冷卻技術。化學激光武器停止發(fā)射后，必須排出熱的化學物質(zhì)，散發(fā)出的熱信號很容易被敵方監(jiān)測到，使自己成為敵方防空武器的靶子。此外，化學激光武器還需要裝滿化學藥品的悶罐車為它“加油”，把這種裝有易燃、有毒化學物質(zhì)的悶罐車拖入戰(zhàn)區(qū)是非常危險的，很容易被引爆。近年來，ABL的研制重點已放到固體激光器上，其優(yōu)點是結(jié)構更緊湊、能量更高。據(jù)美國《新科學家》雜志2005年8月報道，最新的激光系統(tǒng)已經(jīng)小到可以安裝在噴氣式戰(zhàn)斗機上，這種新激光系統(tǒng)樣機將固體激光器的高能量密度與液體激光器的熱處理方式結(jié)合起來，能發(fā)射功率1千瓦的激光光束。

(4)激光器載機。有反對者指出，波音747飛機機體龐大、目標明顯、難以偽裝，因此使用風險大，而且激光器和飛機集成的復雜性也比預先估計得要高。

飛行試驗問題

ABL系統(tǒng)的試驗不是傳統(tǒng)類型的飛行試驗。如果不了解所有分系統(tǒng)的性能，掌握這一復雜系統(tǒng)的整體性能是幾乎不可能的。目前的最大問題是，ABL不是作為一個完整的系統(tǒng)交付給空軍基地進行試驗的，空軍飛行試驗中心的傳統(tǒng)試驗計劃模式不適合這類機載激光器的試驗。因此，從組織試驗部隊到設計詳細的安全程序都沒有經(jīng)驗可循。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，美國的ABL計劃已經(jīng)取得了長足的進步。美空軍還在考慮擴展這一激光武器系統(tǒng)的任務。目前，美導彈防御局已經(jīng)制定了彈道導彈防御助推段方案的篩選辦法，2008年將同時進行機載激光器殺傷攔截試驗和動能攔截器(KEI)的攔截試驗。屆時，國防部可能由于資金問題而不得不放棄其中一個。此外，反對甚至要求馬上取消ABL計劃的呼聲從未停止過。可以說ABL計劃仍然前途未卜。不過，有一點不容置疑，即使國防部最終放棄ABL計劃而發(fā)展KEI，在ABL發(fā)展歷程中所取得的技術進步也將大大推動美國定向能武器的發(fā)展。